課程設(shè)計(jì)---乙醇—水溶液精餾塔設(shè)計(jì)-其他專業(yè)-在線瀏覽
2025-03-24 02:10本頁(yè)面
【正文】 名稱 分子式 相對(duì)分子質(zhì)量 密度 20℃ 3/kgm 沸 點(diǎn) ℃ 比熱容 (20℃ ) Kg/(kg.℃ ) 黏度 (20℃) 導(dǎo)熱系數(shù) (20℃ ) ? /(m.℃ ) 表面 張力 ????? (20 ℃) N/m 水 2HO 998 100 乙醇 25CHOH 789 ⑵常壓下乙醇和水的氣液平衡數(shù)據(jù)，見(jiàn)表 常壓下乙醇 — 水系統(tǒng) t— x— y 數(shù)據(jù)如表 1— 6 所示。塔頂上升蒸氣采用全冷凝后，部分回流，其余作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。 精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算 在常壓連續(xù)浮閥精餾塔中精餾乙醇 —— 水溶液，要求料液濃度為 35%，產(chǎn)品濃度為 93%，易揮發(fā)組分回收率 99%。 塔的造價(jià)低。 塔板效率高。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn)： 生產(chǎn)能力大 。浮閥有很多種形式，但最常用的形式是 F1 型和 V4 型?？芍?，單有精餾塔還不能完成精餾操作，還必須有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時(shí)還 要配原料液預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作。化工廠中精餾操作是在直立圓形的精餾塔內(nèi)進(jìn)行的，塔內(nèi)裝有若干層塔板或充填一定高度的填料。 要想把低純度的乙醇水溶液提升到高純度，要用連續(xù)精餾的方法，因?yàn)橐掖己退膿]發(fā)度相差不大。 乙醇 —— 水溶液連續(xù)精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì) 前 言 乙醇在工業(yè)、醫(yī)藥、民用等方面，都有很廣泛的應(yīng)用，是很重要的一種原料。乙醇 水溶液連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì) 目 錄 1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………………… 3 2. 英文摘要前言…………………………………………………………… 4 3. 前言……………………………………………………………………… 4 4. 精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)………………………………………………………… 5 5. 精餾塔優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………… 5 6. 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果總表 ……………………………………………………… 22 7. 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………… 23 8. 課程設(shè)計(jì)心得………………………… ………………………………… 23 精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 乙醇 — 水溶液連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)條件 1．處理量： 15000 （噸 /年） 2．料液濃度： 35 （ wt%） 3．產(chǎn)品濃度： 93 （ wt%） 4．易揮發(fā)組分回收率： 99% 5．每年實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間： 7200 小時(shí) /年 6. 操作條件： ① 間接蒸汽加熱； ② 塔頂壓強(qiáng)： atm（絕對(duì)壓強(qiáng)） ③ 進(jìn)料熱狀況：泡點(diǎn)進(jìn)料； 三、設(shè)計(jì)任務(wù) a) 流程的確定與說(shuō)明 ； b) 塔板和塔徑計(jì)算； 2 c) 塔盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) i. 浮閥塔盤工藝尺寸及布置簡(jiǎn)圖； ii. 流體力學(xué)驗(yàn)算； iii. 塔板負(fù)荷性能圖。 d) 其它 i. 加熱蒸汽消耗量； ii. 冷凝器的傳熱面積及冷卻水的消耗量 e) 有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型，繪制精餾塔系統(tǒng)工藝流程圖和精餾塔裝配 圖，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。在很多方面，要求乙醇有不同的純度，有時(shí)要求純度很高，甚至是無(wú)水 乙醇，這是很有困難的，因?yàn)橐掖紭O具揮發(fā)性，也極具溶解性，所以，想要得到高純度的乙醇很困難。精餾是多數(shù)分離過(guò)程，即同時(shí)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過(guò)程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離。為實(shí)現(xiàn)精餾分離操作，除精餾塔外，還必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液。 浮閥塔與 20 世紀(jì) 50 年代初期在工業(yè)上開(kāi)始推廣使用，由于它兼有泡罩塔和篩板塔的優(yōu)點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔型，特別是在石油、化學(xué)工業(yè)中使用最普遍。 F1型浮閥的結(jié)果簡(jiǎn)單、制造方便、節(jié)省材料、性能良好，廣泛應(yīng)用在化工及煉油生產(chǎn)中，現(xiàn)已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（ JB16868）內(nèi)， F1 型浮閥又分輕閥和重閥兩 3 種，但一般情況下都采用重閥，只有處理量大且要求壓強(qiáng)降很低的系統(tǒng)中，才用輕閥。 操作彈性大。 氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小。浮閥塔不宜處理易結(jié)焦或黏度大的系統(tǒng)，但對(duì)于黏度稍大及有一般聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)，浮閥塔也能正常操作。年生產(chǎn)能力 15000 噸 /年 操作條件：①間接蒸汽加熱 ②塔頂壓強(qiáng)： （絕對(duì)壓強(qiáng)） ③進(jìn)料熱狀況：泡點(diǎn)進(jìn)料 一 精餾流程的確定 乙醇 —— 水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點(diǎn)后，用 泵送入精餾塔。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。 表 1— 6 乙醇 — 水系統(tǒng) t— x— y 數(shù)據(jù) 沸點(diǎn) t/℃ 乙醇摩爾數(shù) /% 沸點(diǎn) t/℃ 乙醇摩爾數(shù) /% 氣相 液相 氣相 液相 82 4 乙醇相對(duì)分子質(zhì)量： 46；水相對(duì)分子質(zhì)量： 18 25℃時(shí)的乙醇和水的混合液的表面張力與乙醇濃度之間的關(guān)系為： 584532 103 1 4 0 1 6 9 6 0 7 2 3 3 6 xxxxx ?? ????????σ 式中 σ —— 25℃時(shí)的乙醇和水的混合液的表面張力， N／ m； x—— 乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％。 2. 料液及塔頂 、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) XF = 0 .3 5 / 4 6 .0 70 .3 5 / 4 6 .0 7 0 .6 5 / 1 8
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